[发明专利]针对RAID系统中的多种故障进行保护的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及存储设备的使用。更特别地，本发明的实施例涉及在存储设备上实现RAID。更为具体地，本发明的一些实施例涉及RAID的分布式实施方式。

背景技术

对许多实体来说数据代表着重要的财富。因此，无论是意外还是恶意行为造成的数据丢失都可以在浪费人力、失去与顾客的友好关系、丧失时间和潜在的法律责任等方面付出沉重代价。为了确保妥善保护用于商业、法律或其他目的的数据，许多实体可能期望使用多种技术保护其数据，包括数据存储技术、冗余技术、安全技术等等。然而，这些技术可能与其他竞争约束、由国家施加的要求或用于处理或存储这种数据的计算设备的配置相冲突。

应对这些紧张状态的一种方法是执行独立磁盘冗余阵列(RAID)。一般地，RAID系统在共同被称作阵列的多个硬盘驱动器(或其他类型的存储介质)之间分割和复制数据，从而增大可靠性并且在一些情况下使用这些用于存储的RAID系统提高计算设备(已知为主机)的吞吐量。对于主机来说，RAID阵列可以作为一个或多个单片存储器区域。当主机期望与RAID系统通信(读、写等等)时，主机将RAID阵列视为单个磁盘进行通信。反过来，RAID系统处理这些通信以结合这些通信执行特定的RAID级别。这些RAID级别可以被设计为在例如可靠性、容量、速度等多种权衡之间获得一些期望的平衡。例如，RAID(级别)0以提高的速度并且基本使用磁盘的全部容量的方式在一些磁盘间分布数据，但是如果磁盘发生故障则磁盘上的全部数据将丢失；RAID(级别)1使用两个(或更多个)磁盘，所述磁盘中的每一个均存储相同数据，使得只要一个磁盘没有故障，数据就不会丢失。阵列的全部容量基本等于单个磁盘的容量并且RAID(级别)5以保护任意一个磁盘的数据免于丢失的方式结合三个或更多个磁盘；阵列的存储容量减少为一个磁盘。

目前RAID的实施方式可能具有多种问题。这些问题可能源自这些RAID系统的构造所施加的限制，例如在许多情况下，与RAID系统的全部通信必须寻址到控制和管理所述RAID系统的一个服务器的事实。其他问题可能源自数据在包括RAID系统的磁盘上的配置或布置。例如，在一些情况下，必须选择RAID级别并且在RAID系统能够被使用前在RAID系统内分派存储。因此，最初选择的RAID级别必须结合存储在RAID系统上的数据来实现，无论该RAID级别是否是被期望或需要的。此外，在许多情况下，现有的问题可能因为需要使用定制硬件或软件来执行这些方案而恶化，增大与实现这种方案相关联的成本。

因此，期望充分地改善这些问题。

发明内容

公开了可以结合分布式RAID系统使用以针对多种故障进行保护的多种方法的实施例。更特别地，分布式RAID系统中的每个数据库可以存储数据段和NP段。在一些实施例中，不仅结合卷在多个数据库间实现的RAID的级别(例如使用与其相应的数据段存储在不同数据库上的NP段)，而且额外的RAID级别也可以在分布式RAID系统的每个数据库内实现，从而保护每个数据库内的数据。除了在多个数据库间使用RAID外，通过在一个数据库内使用RAID可以实现针对整个分布式RAID系统的故障的额外保护。

具体地，在一个实施例中，除了结合一组数据库间的卷实现RAID级别外，RAID级别还可以结合存储在每个数据库中的数据段实现。例如，RAID级别5可以在一个数据库内实现，使得POD段可以产生并存储在与相应的数据段位于不同磁盘的数据库中，从而可以使用这些POD恢复所述相应的数据段。类似地，POP段可以产生并存储在与相应的NP段位于不同磁盘的数据库中，从而可以使用这些POP恢复所述相应的NP段。

此外，在一些实施例中，RAID级别6可以在一个数据库内实现，使得除了每个POD段外，还可以产生相应的QOD段。通过将QOD段存储在与相应的POD不同的磁盘上，还可以使用QOD恢复相应的数据段。同样地，相应于POP段的QOP段可以产生并存储在与相应的POP段不同的磁盘上的数据库中，使得相应的网络奇偶校验段可以额外地使用这些QOP段恢复。